Estudo dos atributos do meio físico como base para o zoneamento geoambiental da região...

(1)

ESTUDO DOS ATRIBUTOS DO MEIO FÍSICO COMO BASE

PARA O ZONEAMENTO GEOAMBIENTAL DA REGIÃO DE

INFLUÊNCIA DO RESERVATÓRIO DA USINA

HIDROELÉTRICA DE CACONDE (SP), ESCALA: 1:50.000, COM

USO DE GEOPROCESSAMENTO

Holden Robson de Amorim

Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, para concorrer ao Título de Mestre, pelo curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil – Área de concentração: Geotecnia.

(2)

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CALOS

ESTUDO DOS ATRIBUTOS DO MEIO FÍSICO COMO BASE

PARA O ZONEAMENTO GEOAMBIENTAL DA REGIÃO DE

INFLUÊNCIA DO RESERVATÓRIO DA USINA

HIDROELÉTRICA DE CACONDE (SP), ESCALA: 1:50.000, COM

USO DE GEOPROCESSAMENTO

Holden Robson de Amorim

Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, para concorrer ao Título de Mestre, pelo curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil – Área de concentração: Geotecnia.

Orientador: Prof. Dr. Osni José Pejon

(3)

(4)

(5)

AGRADECIMENTOS

A DEUS por sua presença constante em minha vida, dando-me saúde e principalmente sabedoria nos momentos que mais preciso.

Aos meus pais, Pedro e Suely Amorim, e ao meu irmão Rafael Amorim por preencherem de amor o coração do seu filho e irmão que tão longe esteve de casa.

Ao professor Dr. Osni José Pejon pela amizade, dedicação, estimulo e a rica orientação conferida.

A Lidiane Freire por seu amor e por sempre me fazer acreditar que conseguiria conquistar meus objetivos na vida.

Ao geólogo Msc. Jaime Colares e aos professores Dr. Nilson Gandolfi e Dr. César Veríssimo pela amizade e pelo auxilio no ingresso no programa de pós-graduação da USP.

Aos amigos que deixei em Fortaleza e que não esqueceram do amigo em São Carlos: Claúdio Petroccelli, Gustavo Moser e Ulisses Júnior.

Aos primeiros amigos que fiz na cidade, Wilson Cartaxo e Fábio Lopes, pela amizade e companheirismo.

Aos amigos, moradores da República Tijolinho, também pela amizade e companherismo: Éverton (“Monstro”), João Fernando, Tibério (“Tibas”), Fábio Lavor (“Fabão”), Jorge, Iran, Vinícius, Carlos Alberto (“Kaito”), Douglas, André Coelho (“Jabuti”), André (“Andrezão”) e Alisson.

Aos amigos, também moradores do Tijolinho, Sérgio Brasil (“Bolacha”) e Sérgio Siebra (“Tio Roy”) pela enorme amizade e generosidade.

(6)

A Helano Fonteles, grande amigo e conselheiro, pela ajuda e amizade em todos os momentos tanto em Fortaleza quanto em São Carlos.

As minhas amigas Sara Fernada e Indira Macambira pela grande amizade e por sempre estarem dispostas a ouvir o amigo.

A Silvana Brandão pela amizade e enorme ajuda no desenvolvimento dessa dissertação.

Aos amigos da Geo: Dirlene, Célio, Vinícius, Maurício, Paulo Maurício, Domingos, Jânio, Leonardo, Juliana, Gracinete (“Gracy”) e Rogério.

Ao “povo” do SHS: Geovani (“Cabeludo”), Romeu (“Tapuru”), Leonardo, Aurélio (“Besta”), Hélio (“Negão”) e João (“Deformado”).

Aos professores do Departamento: Zuquette, Paraguassu, Zé Eduardo e Orêncio.

A USP e a CAPES pela excelente infra-estrutura e apoio financeiro para realização desse mestrado.

(7)

Foi numa cidade do interior de São Paulo São Carlos ...

(8)

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS... i

LISTA DE TABELAS... vi

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... xii

LISTA DE SÍMBOLOS... xiii

RESUMO... xiv

SUMMARY / ABSTRACT... xv

1 INTRODUÇÃO... 1

1.1 Objetivos... 2

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 3

2.1 Bacias Hidrográficas... 3

2.1.1 Definição, Tipos e Padrões de Drenagem... 3

2.1.2 A Bacia Hidrográfica como Limite Territorial para o Planejamento e Gerenciamento Ambiental... 6

2.2 Estudos Geoambientais... 9

2.2.1 Motivações... 9

2.2.2 Desenvolvimento Sustentado e Gestão Ambiental... 10

2.2.3 Geoambiente e a Ação Antrópica... 14

2.2.4 Exemplos de Metodologias Desenvolvidas em Estudos Geoambientais.... 16

2.3 Geoprocessamento... 26

2.3.1 Sistemas de Informação Geográfica... 26

2.4 Análise de Agrupamentos de Informações Geoambientais (Cluster Analysis)... 31

(9)

3.1.3 Trabalhos de Laboratório... 35

3.2 Materiais Utilizados... 37

4 CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA EM ESTUDO... 39

4.1 Localização, Tamanho da Área e Acesso... 40

4.2 Clima... 41

4.3 Vegetação... 41

4.4 Solos... 41

4.5 Geomorfologia... 41

4.6 Geologia Regional... 42

4.7 Aspectos Sócio-econômicos... 43

5 OBTENÇÃO DOS DADOS, TRATAMENTO E ANÁLISE DAS INFORMAÇÕES... 44

5.1 Documentos Cartográficos Elaborados... 44

5.1.1 Mapa de Documentação... 44

5.1.2 Carta de Declividades... 46

5.1.3 Mapa de Substrato Rochoso... 53

5.1.4 Mapa de Materiais Inconsolidados... 61

5.1.5 Mapa de Landforms... 89

5.1.6 Mapa de Uso e Ocupação... 111

5.1.7 Carta de Potencial Agrícola... 118

5.2 Sistemas de Bancos de Dados Associados aos Documentos Cartográficos Produzidos em Ambiente SIG... 128

5.2.1 Construção do Banco de Dados Baseados em Registros Pontuais... 129

5.2.2 Construção do Banco de Dados a Partir dos Documentos Cartográficos Elaborados... 130

5.2.3 Alguns Exemplos de Operações que Podem Ser Realizadas Utilizando os Bancos de Dados e os Documentos Cartográficos Produzidos... 131

(10)

6.1 Definição e Finalidades da Carta de Zoneamento Geoambiental... 138

6.2 Elaboração da Carta de Zoneamento Geoambiental... 138

6.3 Análise das Aptidões e das Situações de Uso e Ocupação do Meio Físico nas Unidades Geoambientais... 147

6.3.1 Aptidões do Meio Físico nas Unidades Geoambientais... 147

6.3.2 Situação do Uso e Ocupação do Meio Físico nas Unidades Geoambientais... 149

7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 159

7.1 Conclusões... 159

7.1.1 Quanto a Metodologia de Zoneamento Geoambiental... 159

7.1.2 Quanto ao Geoprocessamento das Informações... 160

7.1.3 Quanto aos Resultados Obtidos no Zoneamento Geoambiental... 160

7.2 Recomendações... 161

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 162 ANEXO I – MAPA DE DOCUMENTAÇÃO

ANEXO II – CARTA DE DECLIVIDADES

ANEXO III – MAPA DE SUBSTRATO ROCHOSO

ANEXO IV – MAPA DE MATERIAIS INCONSOLIDADOS

ANEXO V – MAPA DE LANDFORMS

ANEXO VI – MAPA DE USO E OCUPAÇÃO

ANEXO VII – CARTA DE POTENCIAL AGRÍCOLA

ANEXO VIII – CARTA DE ZONEAMENTO GEOAMBIENTAL

ANEXO IX – RELAÇÃO ENTRE AS UNIDADES DE TERRENO E OS DIVERSOS ATRIBUTOS DO MEIO FÍSICO LEVANTADOS

(11)

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 2.1 Bacia hidrográfica, fluxos e transformações de energia, água e sedimentos... 4

FIGURA 2.2 Disposição espacial dos principais tipos de padrão de

drenagem (Fonte: Christofoletti, 1974)... 5 FIGURA 2.3 Principais usos do solo e possíveis interferências nos recursos

hídricos (Fonte: Pires & Santos, 1995)... 7

FIGURA 2.4 Representação esquemática das relações e interações no

geoambiente (Modificado de Aswathanarayana, 1995)... 15 FIGURA 2.5 Carta de aptidão a disposição de resíduos sólidos (Fonte: Dai

et al., 2001)... 19

FIGURA 2.6 Cartas geotécnicas produzidas para a região de Piracicaba

(SP)... 24 FIGURA 2.7 Cartas geotécnicas produzidas para as bacias dos Rio Passa

Cinco e Rio da Cabeça, ambos afluentes da margem direita do Rio Corumbataí (SP)... 25

FIGURA 2.8 Estrutura geral de sistemas de informação geográfica.

(Fonte: Davis & Câma ra, 1999)... 28

FIGURA 3.1 Fluxograma mostrando as diversas interações entre as

etapas de trabalho executadas na pesquisa... 34 FIGURA 3.2 Ficha de campo utilizada na pesquisa... 36 FIGURA 4.1 Localização da área em estudo... 40

FIGURA 5.1 Etapas seguidas para a construção do Mapa de

(12)

ii

FIGURA 5.2 Hierarquização da rede hidrográfica e digitalização em

diferentes camadas... 47 FIGURA 5.3 Etapas seguidas para construção da Carta de Declividades.... 49 FIGURA 5.4 Utilização do filtro moda numa porção do MDT onde o grid é

3x3... 54 FIGURA 5.5 Aspecto da declividade antes e depois da utilização do filtro

moda (3x3)... 55

FIGURA 5.6 Modelo digital de Terreno indicando o posicionamento

espacial do Maciço Alcalino e do Complexo Varginha gerado a partir do software ArcView® 3.1... 56 FIGURA 5.7 Migmatitos estromatíticos formando leitos intercalados nos

migmatitos graníticos... 59 FIGURA 5.8 Fonólitos e nefelita sienitos, unidades do Maciço Alcalino que

compõem o substrato rochoso da área estudada... 62

FIGURA 5.9 Etapas seguidas para a construção do Mapa de Substrato

Rochoso... 63 FIGURA 5.10 Etapas seguidas para a construção do Mapa de Materiais

Inconsolidados... 64 FIGURA 5.11 Adsorção de azul de metileno em função da porcentagem de

argila dos materiais inconsolidados, mostrando o comportamento laterítico ou não laterítico, obtido com a classificação M.C.T. (Fonte: Pejon, 1992)... 65 FIGURA 5.12 Diagrama de atividade das argilas pelo método do azul de

metileno (Fonte: Pejon, 1992)... 66 FIGURA 5.13 Ábaco para determinação do potencial expansivo (Fonte:

Pejon, 2000)... 67 FIGURA 5.14 Análise de agrupamentos entre as amostras de materiais

(13)

FIGURA 5.15 Curvas granulométricas das amostras pertencentes aos

grupos texturais I, II, III e IV... 69

FIGURA 5.16 Curvas granulométricas das amostras pertencentes aos grupos texturais V (A), VI (B), VII (C) e VIII (D)... 70

FIGURA 5.17 Materiais inconsolidados pertencentes a Unidade 02... 72

FIGURA 5.18 Materiais inconsolidados pertencentes a Sub-unidade 03b... 73

FIGURA 5.21 Materiais inconsolidados pertencentes a Sub-unidade 10d... 80

FIGURA 5.22 Materiais inconsolidados pertencentes a Sub-unidade 13b... 83

FIGURA 5.23 Aplicação da técnica de avaliação de terreno, modificado de Cooke & Doorkamp (1990) apud Lollo (1996)... 91

FIGURA 5.24 Imagem sombreada do relevo (gerada a partir do MDT no Surfer® 7.00) mostrando a localização dos Sistemas de terreno que compõem a área estudada... 93

FIGURA 5.25 Imagem sombreada do relevo mostrando a localização das unidades que compõem o Sistema de Terreno A... 94

FIGURA 5.26 Vista da Unidade A05... 95

FIGURA 5.29 Imagem sombreada do relevo mostrando a localização das unidades que compõem o Sistema de Terreno B... 99

FIGURA 5.30 Vista da Unidade B01... 100

FIGURA 5.31 Imagem sombreada do relevo mostrando a localização das unidades que compõem o Sistema de Terreno C... 102

FIGURA 5.32 Imagem sombreada do relevo mostrando a localização das unidades que compõem o Sistema de Terreno D... 104

FIGURA 5.33 Vista da Unidade D01... 104

FIGURA 5.34 Vista da Unidade D02... 105

(14)

iv

FIGURA 5.36 Vista da Unidade D10... 107 FIGURA 5.37 Etapas seguidas para a construção do Mapa de Landforms... 108 FIGURA 5.38 Análise de agrupamentos entre as Unidades de Terrenos

(modo Q) presentes no Mapa de Landforms... 110 FIGURA 5.39 Etapas seguidas para a construção do Mapa de Uso e

Ocupação... 112 FIGURA 5.40 Bandas 4, 5 e 3 do LANDSAT 5 sobrepostas ao MDT gerado

para área estudada utilizando o ArcView® 3.1... 113 FIGURA 5.41 Aparência das amostras de treinamento das classes de uso e

ocupação da área estudada a partir das composições das bandas 4, 5 e 3 do LANDSAT 5... 115 FIGURA 5.42 Etapas seguidas para a construção do Carta de Potencial

Agrícola... 122 FIGURA 5.43 Planos de informações utilizados no Idrisi ® 32 para gerar a

carta de potencial agrícola... 124 FIGURA 5.44 Etapas seguidas para a construção do mapa de

documentação no ArcView GIS 3.1... 132 FIGURA 5.45 Identificação das Unidades de Terreno com auxilio de hot

link... 133 FIGURA 5.46 Cálculo do comprimento dos canais fluviais através da

função field calculator... 134 FIGURA 5.47 Função query builder utilizada na seleção de entidades do

mapa de documentação (triângulos destacados em amarelo).. 135 FIGURA 5.48 Entidades numéricas selecionadas na tabela de pontos

amostrados a partir da função query builder... 135 FIGURA 5.49 Unidades de Terreno (entidades alfanuméricas) selecionadas

na tabela de landforms a partir da função query builder... 137 FIGURA 5.50 Função query builder utilizada na seleção de Unidades de

Terreno no mapa de landforms (polígonos destacados em amarelo)... 137

FIGURA 6.1 Etapas seguidas para a construção da Carta de Zoneamento

(15)

FIGURA 6.2 Análise de agrupamentos (modo Q) realizada a partir das superfícies ocupadas em cada unidade de terreno pelas classes/unidades de declividades, de potencial agrícola, de substrato rochoso e de materiais inconsolidados... 141

FIGURA 6.3 Análise de agrupamentos (modo Q) realizada a partir das

superfícies ocupadas em cada unidade de terreno pelas classes/unidades de declividades, de potencial agrícola, de substrato rochoso e de materiais inconsolidados onde a distância euclidiana máxima atingida é igual a 100 %... 143

superfícies ocupadas em cada unidade geoambiental pelas classes/unidades de declividades, de potencial agrícola, de substrato rochoso e de materiais inconsolidados... 145

superfícies ocupadas em cada unidade geoambiental pelas classes/unidades de declividades, de potencial agrícola, de substrato rochoso e de materiais inconsolidados onde a distância euclidiana máxima atingida é igual a 100 %... 146

superfícies ocupadas pelas classes de potencial agrícola em cada unidade geoambiental... 148

superfícies ocupadas em cada unidade geoambiental pelas classes de potencial agrícola onde a distância euclidiana máxima atingida é igual a 100 %... 149 FIGURA 6.8 Regressão linear entre o percentual de superfícies ocupadas

(16)

vi

LISTA DE TABELAS

TABELA 2.1 Instrumentos de gestão ambiental (Fonte: Bitar & Ortega, 1998)... 12 TABELA 5.1 Comparação entre vantagens e desvantagens na construção

da carta de declividades por meios convencionais e computacionais... 48 TABELA 5.2 Parâmetros geométricos dos arquivos digitalizado e

interpolado na construção do MNT... 52 TABELA 5.3 Resultados da distribuição das classes na Carta de

Declividades após a utilização do filtro moda (3x3)... 53 TABELA 5.4 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

compõem a Unidade 02 quanto a sua localização, granulometria e índices físicos... 72 TABELA 5.5 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

compõem a Unidade 02 pelo método de adsorção de azul de metileno... 72 TABELA 5.6 Caracterização das amostras dos materiais inconsolidados

que compõem a Unidade 03 quanto a sua localização, granulometria e índices físicos... 74 TABELA 5.7 Caracterização das amostras dos materiais inconsolidados

que compõem a Unidade 03 pelo método de adsorção de azul de metileno... 74 TABELA 5.8 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

(17)

granulometria e índices físicos... 75 TABELA 5.9 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

compõem a Unidade 05 pelo método de adsorção de azul de metileno... 75 TABELA 5.10 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

que compõem a Unidade 09 pelo método de adsorção de azul de metileno... 79 TABELA 5.18 Caracterização das amostras dos materiais inconsolidados

(18)

viii

que compõem a Unidade 10 pelo método de adsorção de azul de metileno... 81 TABELA 5.20 Caracterização da amostra dos materiais inconsolidados que

(19)

TABELA 5.30 Caracterização das amostras dos materiais inconsolidados que compõem a Unidade 18 quanto a sua localização, granulometria e índices físicos... 86 TABELA 5.31 Caracterização das amostras dos materiais inconsolidados

compõem a Unidade 21 pelo método de adsorção de azul de metileno... 89 TABELA 5.38 Níveis hierárquicos propostos por Lollo (1996) para técnica

de avaliação de terreno... 92 TABELA 5.39 Critérios Utilizados na Descrição das Unidades te Terreno... 94 TABELA 5.40 Comparação entre os resultados obtidos na composição dos

(20)

x

TABELA 5.41 Valores de exatidão global e coeficiente kappa obtidos para imagem da área estudada a partir dos algoritmos de classificação supervisionada fornecidos pelo ENVI ® 3.2... 117 TABELA 5.42 Resultados da distribuição das classes para o Mapa de Uso e

Ocupação... 118 TABELA 5.43 Combinação de atributos e níveis que definem as classes da

carta de potencial agrícola (Fonte: Zuquette, 1993)... 120 TABELA 5.44 Classificação dos planos de informações obtidos por meio do

mapa de materiais inconsolidados de acordo com suas classes de adequabilidade de potencial agrícola (de acordo com Zuquette, 1993)... 123 TABELA 5.45 Resultados da distribuição das classes que compõem a Carta

de Potencial Agrícola... 128 TABELA 6.1 Unidades geoambientais e sua(s) unidade(s) de terreno

correspondente(s)... 142 TABELA 6.2 Relação entre os setores destinados a pecuária bovina

extensiva e as diversas classes/unidades presentes nas cartas de declividades e potencial agrícola e nos mapas de substrato rochoso e materiais inconsolidados... 151 TABELA 6.3 Relação entre os setores destinados a monocultura cafeeira e

as diversas classes/unidades presentes nas cartas de declividades e potencial agrícola e nos mapas de substrato rochoso e materiais inconsolidados... 152 TABELA 6.4 Relação entre os setores de floresta nativa e as diversas

classes/unidades presentes nas cartas de declividades e potencial agrícola e nos mapas de substrato rochoso e materiais inconsolidados... 153 TABELA 6.5 Relação entre os setores sem cobertura vegetal e as diversas

(21)

diversas classes/unidades presentes nas cartas de declividades e potencial agrícola e nos mapas de substrato rochoso e materiais inconsolidados... 155 TABELA 6.7 Matriz de correlação obtida por regressão linear entre o

(22)

xii

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais CTC – Capacidade de Troca Catiônica

FAB – Força Aérea Brasileira

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IG – Instituto Geológico

IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. MCT – Miniatura, Compactado, Tropical

MDT – Modelo Digital de Terreno MNT – Modelo Numérico de Terreno PVC – Policloreto de Vinila

RMS – Erro Médio Quadrático SE – Superfície Específica

SIG – Sistemas de Informação Geográfica SUS – Sistema Único de Saúde

USAF – United States Air Force

(23)

LISTA DE SÍMBOLOS

ρρd – Massa Específica Seca

ρρs – Massa Específica dos Sólidos

Acb – Valor de Adsorção de Azul de Metileno para a Fração Argila dos Solos e – Índices de vazios

n – Porosidade

Sr – Grau de Saturação

(24)

xiv

RESUMO

AMORIM, Holden Robson de. Estudo dos atributos do meio físico como base para o zoneamento geoambiental da região de influência do reservatório da Usina Hidroelétrica de Caconde (SP), escala: 1:50.000, com uso de geoprocessamento. 2003. 170 p. Dissertação Mestrado – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.

Estudos geoambientais se propõem a avaliar e planejar o uso do solo tomando como base os principais atributos do meio físico. O objetivo principal desse trabalho é apresentar e aplicar uma proposta metodológica, considerando os procedimentos e os produtos da cartografia geotécnica desenvolvida para as condições brasileiras, que vise o planejamento territorial. A proposta foi aplicada na região de influência do reservatório da Usina Hidroelétrica de Caconde (SP). Foram avaliadas características geomorfológicas, geológicas, de solos (comportamento geotécnico) e aptidão agrícola. A carta de zoneamento geoambiental foi produzida por meio de trabalhos de geoprocessamento e análise de agrupamentos dos diversos planos de informações produzidos. Os resultados mostraram que a proposta funcionou adequadamente considerando os atributos do meio físico selecionados. Todos os produtos cartográficos gerados na pesquisa, encontram-se inseridos nos sistemas de informações geográficas Idrisi 32 e ArcView GIS 3.1, no qual este último associa aos mapas e cartas confeccionados um banco de dados geoambiental de modo a possibilitar que as informações possam ser acrescidas, inseridas, recuperadas, atualizadas ou simplesmente removidas desde que se queira ou se faça necessário.

(25)

SUMMARY / ABSTRACT

AMORIM, Holden Robson de. Study of the geoenvironment attributes as a subsidy to the geoenvironmental zoning in the region of influence at Caconde’s Hydroelectric Reservoir (SP), scale: 1:50.000, using geoprocessing. 2003. 170 p. Dissertação Mestrado – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.

Geonvironmental studies are important to promote environment management. The main objective of this work is to present and to apply a methodological proposal based in both procedures and products of the Engineering Geological Mapping that should aid the territorial planning. The proposal has been applied in the region of influence of the Caconde's Hydroelectric Reservoir (SP). Geological and geomorpholocial information were evaluated and the characteristics of unconsolidated materials and agricultural potential have been determined. Geoenvironmental zoning map was produced by using geoprocessing and cluster analysis techniques of several produced information plans. The proposal operate adequately environment attributes selected and realize appropriately the results. All cartographic products generated in this work were handled in the geographical information system Idrisi 32 and ArcView 3,1. Geoenvironmental database has been associated with produced maps in ArcView Gis.

(26)

1

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

As transformações sociais, políticas e econômicas ocorridas no mundo desde a revolução industrial produziram significativas modificações na Terra. O homem, motivado principalmente pela utilização dos recursos naturais, intensificou e diversificou as formas de uso e ocupação do meio físico, quase sempre sem levar em consideração o conceito de desenvolvimento sustentável.

(27)

A área em estudo localiza-se no que corresponde à superfície formada pela bacia de contribuição da Usina Hidroelétrica de Caconde (SP). Embora a área esteja situada numa das regiões com maior potencial agrícola e pecuário do país, esta ainda carece de estudos que levem em consideração zoneamentos geotécnicos e geoambientais em escalas consideradas regionais. Tais avaliações são de extrema necessidade na atualidade, tendo em vista que o uso e a ocupação inadequada do meio físico pode tornar os recursos naturais exauríveis, principalmente o recurso hídrico, tão presente e fundamental no desenvolvimento econômico e social da região.

1.1.Objetivos

Em linhas gerais, o presente trabalho busca o zoneamento geoambiental da área em estudo através da construção da carta geoamb iental totalmente integrada a sistemas de informações geográficas (ArcView GIS 3.1 e Idrisi 32), para isso, considera os procedimentos e os produtos da cartografia geotécnica proposta por Zuquette (1987), Zuquette & Gandolfi (1990), Zuquette (1993) e Zuquette et al. (1997).

Desse modo, pretende-se confeccionar e apresentar um conjunto de produtos cartográficos geotécnicos que forneçam as bases para o estabelecimento de um zoneamento geoambiental fundamentado nas informações do meio físico.

(28)

3

CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. Bacias Hidrográficas

2.1.1. Definição, Tipos e Padrões de Drenagem

Segundo Guerra (1980) uma bacia hidrográfica pode ser definida como um conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes (Figura. 2.1). A quantidade de água que atinge os cursos fluviais é dependente do tamanho da área ocupada pela bacia, da precipitação total e de seu regime, além das perdas devidas à evapotranspiração e à infiltração.

Christofoletti (1974) classifica as bacias de drenage m, de acordo com escoamento global, nos seguintes tipos:

a) Exorreicas, quando o escoamento das águas se faz de modo contínuo até o

mar ou oceano;

b) Endorreicas, quando as drenagens são internas e não possuem escoamento

até o mar, desembocando em lagos ou dissipando-se nas areias do deserto, ou perdendo-se nas depressões cársticas;

c) Arreicas, quando não existe nenhuma estruturação em bacias hidrográficas, como nas áreas desérticas onde a precipitação é negligenciável e a atividade dunária é intensa, obscurecendo as linhas e os padrões de drenagem;

(29)

FIGURA 2.1 – Bacia hidrográfica, fluxos e transformações de energia, água e sedimentos. (A) energia radiante, (B) precipitação, (C) evapotranspiração, (D) energia latente, (E) material intemperizado, (F) armazenamento de umidade de solo, (G) armazenamento de água subterrânea, (H) material fonte, (I) descarga, transporte de sedimentos em suspensão, dissolvidos e de fundo. (Fonte: Cunha & Guerra, 1996).

(30)

5

Drenagem dendrítica

Também é designada como arborescente, porque em seu desenvolvimento assemelha-se à configuração de uma árvore. Da mesma forma como nas árvores, os ramos formados pelas correntes tributárias distribuem-se em todas as direções sobre a superfície do terreno, e se unem formando ângulos agudos de graduações variadas, mas sem chegar nunca a reto.

Drenagem em treliça

Esse tipo de drenagem é composto por rios principais

conseqüentes1_{, correndo paralelamente, recebendo}

afluentes subseqüentes2_{que fluem em direção transversal}

aos primeiros; os subseqüentes por sua vez, recebem rios

obseqüentes3 e reseqüentes4. De forma geral, as

confluências realizam-se em ângulos retos.

Drenagem retangular

A configuração retangular é modificada da drenagem em treliça, caracterizado pelo aspecto ortogonal devida às bruscas alterações retangulares no curso das correntes fluviais, tanto nas principais quanto nas tributárias. Esse arranjo é conseqüência da influência exercida por falhas ou pelo sistema de juntas ou diáclases.

Drenagem paralela

A drenagem é denominada de paralela quando os cursos de água, sobre uma área considerável, ou em numerosos exemplos sucessivos, escoam quase paralelamente uns aos outros. Devido a essa configuração, também são denominadas de cauda eqüina ou rabo de cavalo.

Drenagem radial

Apresenta-se composta por correntes fluviais que se encontram dispostas como os raios de uma roda, em relação a um ponto central. Ela pode se desenvolver sobre os mais variados embasamentos e estruturas.

Drenagem anelar

Esse padrão assemelha-se muito a anéis. As drenagens anelares são características das áreas dômicas profundamente entalhadas, em estruturas com camadas duras e frágeis.

FIGURA 2.2 – Disposição espacial dos principais tipos de padrão de drenagem (Fonte: Christofoletti, 1974).

1_{Rios cujos cursos foram determinados pela declividade da superfície terrestre, em geral coincidino com a direção da inclinação}

principal das camadas.

2_{Rios cuja a direção de fluxo é controlada pela estrut ura rochosa, acompanhando sempre uma zona de fraqueza, tal como uma}

falha, junta, camada rochosa delgada ou facilmente erodível.

(31)

2.1.2. A Bacia Hidrográfica como Limite Territorial para o Planejamento e Gerenciamento Ambiental

Segundo Chaudhry (2000) os recursos hídricos são os recursos naturais mais importantes e devem ser geridos de forma integrada tendo em vista a importância da água em relação aos seus usos diversos (abastecimento urbano e industrial; irrigação; geração de energia elétrica; recreação e turismo ecológico; navegação fluvial; etc), a manutenção de qualidade e quantidade e o aproveitamento otimizado com o mínimo de conflitos. Essa postura de gerenciamento integrado se torna, nos dias de hoje, mais necessária ao se constatar que os recursos hídricos são limitados e que podem sofrer sérios danos como resultado de uma exploração desordenada (Figura 2.3).

De acordo com Pires & Santos (1995) as abordagens do planejamento do uso do solo baseada em critérios econômicos clássicos tem falhado por não reconhecer o conflito entre as metas de desenvolvimento econômico e a capacidade de suporte dos ecossistemas. Somente uma abordagem holística, que verifique causas e efeitos das intervenções humanas e interprete as condições ambientais de toda a área estudada, permitirá traçar diretrizes de desenvolvimento adequadas ao ambiente físico e biológico.

Segundo Pires Neto (1994) as bacias hidrográficas são as unidades de gerenciamento ambiental mais adequadas dentro de um planejamento territorial, sendo perfeitamente possível caracterizá-las quanto às restrições e potencialidades ao uso urbano, a exploração dos recursos minerais e de águas subterrâneas, como também as potencialidades, restrições e impactos associados ao uso agropecuário e extrativista do terreno.

(32)

7

Urbanização - Industrialização

Agricultura - Mineração

Retirada da

Cobertura Vegetal Impermeabilização e/ou compactação dos solos

Captação de Água para Abastecimento

Utilização da Água para Escoamento de

Resíduos

Diminuição da

Precipitação Local Aumento do Escoamento Superficial

Diminuição da água no Sistema por

Evaporação

Aumento de Substâncias Orgânicas e/ou Tóxicas

no Ambiente Aquático

Diminuição da

Infiltração Aumento da Erosão EvapotranspiraçãoDiminuição da Prejuízos à Biota Aquática

Diminuição do Estoque de Água

Subterrânea

Aumento no Assoreamento de

Córregos e Rios

Alteração na Função Ambiental da Ciclagem de

Materiais e Despoluição

Alteração nos Padrões da Vazão (Volume ) dos Corregos e Rios

Alteração da Qualidade Ambiental

Cheias e Secas

Pronunciadas Qualidade da Água Problema da para Abastecimento

(33)

Para Pires & Santos (1995), a bacia de drenagem funciona como unidade de planejamento e gerenciamento, pois integra os aspectos ambientais, econômicos e políticos, com ênfase no primeiro, isso porque a capacidade de dar suporte ao desenvolvimento possui sempre um limite, a partir do qual todos os outros aspectos serão inevitavelmente afetados. Entretanto, no inicio o gerenciamento e planejamento de bacias hidrográficas somente se limitava a questão do problema hídrico em si, ou seja, controle de inundações, irrigação, navegação e abastecimento público e industrial. Posteriormente, com o aumento excessivo da demanda, os técnicos amadurecidos na administração tiveram a necessidade de incorporar aspectos relacionados aos vários usos de água para atender os múltiplos usuários, que muitas vezes competiam pelo recurso. A partir desse novo cenário, ao se buscar solucionar o conflito entre os usuários, é que surgiu a necessidade de dimensionar a qualidade e quantidade do recurso para cada um, bem como sua responsabilidade. Para o gerenciamento ambiental de bacias hidrográficas os autores destacam as seguintes etapas:

a) Etapa de diagnóstico ambiental – o objetivo dessa etapa é analisar a situação atual do uso do solo, o nível de aproveitamento dos recursos naturais através de: inventário e levantamento dos dados e informações sobre o ambiente físico e biológico; levantamento das áreas ambientais críticas; análise das informações e classificação das unidades geográficas de acordo com a capacidade de absorver os diversos usos humanos, considerando suas restrições ambientais.

b) Prognóstico ambiental – nessa etapa são analisadas prováveis condições futuras (inclusive as insustentáveis) em diferentes cenários de tempo e ocupação do espaço, frente as tendências de desenvolvimento e a demanda de serviços e produtos.

(34)

9

Lanna (1995) destaca como aspecto vantajoso de se adotar a bacia hidrográfica como unidade territorial de planejamento e gerenciamento ambiental, o fato que a rede de drenagem de uma bacia pode ser capaz de indicar as relações de causa e efeito de problemas ambientais, por outro lado, muitas vezes os limites municipais e estaduais não acompanham os divisores da bacia, o que pode acarretar problemas no seu gerenciamento em função de questões políticas.

Ross & Del Prette (1998) apontam que no Brasil a gestão ambiental caminha progressivamente no sentido de tomar as bacias hidrográficas como unidades de planejamento regional, com clara ênfase na questão dos recursos hídricos, seguindo o modelo francês de gerenciamento de Bacias Hidrográficas. Os autores indicam a necessidade de adoção de uma política que contemple todas as áreas dos recursos naturais (águas, solos, relevo, atmosfera, subsolo, flora, fauna) e as componentes sociais e econômicas, não apenas em termos de bacias hidrográficas, mas também considerando sua inserção regional e sua articulação com os problemas nacionais.

2.2. Estudos Geoambientais

2.2.1. Motivações

O homem chega ao século XXI com a população superando seis bilhões de habitantes e com um crescimento populacional superior a 100 milhões de pessoas por ano. Por conta desse enorme crescimento, observa-se uma grande transformação no planeta.

(35)

De acordo com Cunha & Guerra (1996) a mundialização da questão ambiental teve inicio na 1a. Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente realizada em junho de 1972, em Estocolmo, movida pela degradação ambiental em todo o mundo que se refletia em poluição industrial, exploração dos recursos naturais, deterioração das condições ambientais e problemas sanitários.

A reunião de 1992 no Rio de Janeiro, levou a discussão sobre o desenvolvimento sustentado e a necessidade de alterações profundas que levassem em conta a capacidade de suporte do planeta, fluxo de energia e a complexidade dos ecossistemas, com ênfase na interdependência dos fatores (Tundisi, 2000).

2.2.2. Desenvolvimento Sustentado e Gestão Ambiental

O desenvolvimento sustentado é a exploração dos recursos naturais feito de forma que as gerações futuras possam utilizar esses recursos e beneficiar-se de um processo contínuo e equilibrado, no qual a redução das desigualdades econômicas e a diminuição da pobreza sejam metas fundamentais. Outros aspectos devem ser levados em consideração como: a preservação e a restauração dos ecossistemas naturais, a reciclagem de materiais e o deslocamento das prioridades de um crescimento quantitativo para um crescimento qualitativo (Tundisi, 2000).

Segundo o autor para a compreensão da complexidade que envolve o problema amb iental é necessário o desenvolvimento de técnicas e metodologias adequadas que possibilitem um melhor conhecimento dos ecossistemas, suas funções, características e balanço energético, considerando-se problemas biogeofísicos, econômicos e sociais.

(36)

11

De acordo com Bitar & Ortega (1998), no Brasil, alguns desses instrumentos têm sido objetos de legislação e normalização técnica, podendo ser subdivididos em dois grupos segundo a escala territorial (Tabela 2.1).

Gothe (1991) afirma que o Estado brasileiro é ineficiente ao tratar da questão ambiental, realizando ações esporádicas e pontuais, atuando principalmente a reboque da manifestação da sociedade civil, minimizando os impactos negativos de empreendimentos isolados por pressão de grupos organizados. Desse modo, mostrando a falta de consciência de que o meio ambiente permeia todos esse setores e que na verdade, a gestão ambiental está imbricada com boa parte das atividades do estado, não podendo, portanto, ser comprimida a um pequeno setor da administração pública, também estanque em relação aos demais. O autor propõe uma série de medidas para evitar a permanência do atual quadro caótico referentes à gestão ambiental, são elas:

(37)

TABELA 2.1 – Instrumentos de gestão ambiental (Fonte: Bitar & Ortega, 1998). GESTÃO AMBIENTAL

Avaliação de impacto ambiental Recuperação de áreas degradadas

Monitoramento Ambiental Análise de riscos ambientais

Investigação de passivo ambiental Seguro ambiental Instrumentos de gestão ambiental de

empreendimentos ou gerenciamento ambiental

Sistema de gestão ambiental Bacias hidrográficas Unidades de conservação

ambiental Áreas costeiras Instrumentos de gestão ambiental de áreas

geograficamente delimitadas

Áreas metropolitanas

(38)

13

c) Dar atenção à formulação da opinião pública, no sentido também de capacitá-la a bem utilizar os recentes canais de participação popucapacitá-lar;

d) Solucionar uma questão chave do gerenciamento ambiental, ainda mal equacionada no Brasil e nos países do Terceiro Mundo, relativo às relações comerciais que impõem a venda de matérias primas a custos irrisórios, promovendo uma verdadeira expropriação dos recursos naturais, e transferência de produtos e processos caros e altamente poluidores, muitas vezes proibidos nos países ricos. Um outro aspecto é que a péssima distribuição de renda nos países pobres promove a instalação de massas famintas, que se encontram privadas de terra para sub sistência e moradia, em áreas altamente sensível a intervenção antrópica.

e) Rever o papel das organizações ambientalistas não governamentais, independentes dos seus objetivos e estratégias com objetivo de evitar denúncias tecnicamente infundadas.

(39)

2.2.3. Geoambiente e a Ação Antrópica

Ambiente é tudo que nos cerca. Nós vivemos numa interface dinâmica entre atmosfera, hidrosfera e litosfera. Os seres humanos são formados a partir dessa interface, sendo afetados por ela sempre numa escala crescente. O termo ambiente geológico ou simplesmente geoambiente se refere à parte mais superior da litosfera que é significativamente afetada pelas atividades humanas (Figura 2.4). O geoambiente é composto por rochas, solos, fluidos, gases e organismos sendo conectado e influenciado pela atmosfera, clima, condições geológicas do terreno e cobertura vegetal. As atividades humanas interagem com os processos geológicos, físicos químicos e bioquímicos que ocorrem nos solos e rochas (Aswathanarayana, 1995).

De acordo com o autor os impactos provocados pelo homem atingem:

a) Rochas – com a mudança na composição, estrutura e propriedades geológicas das rochas e no manto de intemperismo;

b) Solos – com a criação de novos solos primários, e, modificação nos processos de formação do solo, que afetam o manto rochoso e o regime de água subterrânea;

c) Água superficial e subterrânea – estes são sem dúvida os mais dinâmicos

componentes do geoambiente, e os mais afetados pelas atividades do homem. Proteção das águas superficiais e subterrâneas e diminuição da poluição constituem as tarefas mais importantes realizadas pela comunidade;

d) Microorganismos – afetando os processos hidroquímicos e a qualidade da

água.

(40)

15

G E O A M B I E N T E

GEODINÂMICA

E r o s ã o T e r r e m o t o Escorregamento E r u p ç ã o

V u l c â n i c a Corrida de Lama E n c h e n t e T s u n a m i Principais Processo Geológicos

S o l o s R o c h a s M i n e r a i s R e c u r s o s

E n e r g é t i c o s Á g u a P r o p r i e d a d e s G e o l ó g i c a s

L i t o s f e r a

H i d r o s f e r a

A t m o s f e r a

B i o s f e r a

G e o s f e r a

Urbanização

I n d ú s t r i a

Agricultura

Transporte

M i n e r a ç ã o

H

U

(41)

De acordo com Aswathanarayana (1995) as principais atividades que geram impactos na dinâmica do geoambiente são:

a) Mineração – mudança na paisagem, escorregamentos, subsidência, poluição

da água e solo, diminuição do nível freático, perigo causado por explosões;

b) Obras Civis – escorregamentos, corridas de lama, queda de blocos,

inundação, subsidência, mudança no nível freático. c) Industrias – poluição da água, solo, ar e biota.

d) Agricultura e silvicultura – erosão, escorregamentos, salinização do solo, poluição da água, inundação.

e) Turismo – poluição da água e do solo

f) Disposição de lixo – poluição da água e do solo, agressão as rochas

sobrejacentes, efeitos termais.

Segundo Ross (1996) os estudos de impactos ambie ntais (EIA) são obrigatórios pela legislação brasileira, para qualquer grande investimento que demande a execução de obras de engenharia. Os estudos de impactos ambientais e os respectivos relatórios de impacto ambiental (RIMA) são parte dos instrumentos da política nacional de meio ambiente, conforme se destacam na lei 6938 de 31 de agosto de 1981.

2.2.4. Exemplos de Metodologias Desenvolvidas em Estudos

Geoambientais

METODOLOGIAS ESTRANGEIRAS

Metodologia Empregada por Cendrero (1975)

(42)

17

Inicialmente, são definidos sistemas tomando como base os ambientes geológicos (ambiente lagunar, fluvial, costeiro, etc) da área, em seguida para cada sistema suas respectivas unidades, estas baseadas em processos ativos, landforms, propriedades físicas dos materiais, assembléias biológicas e influência do homem.

Cendrero (1975) avalia a capacidade ambiental das unidades geológico-ambientais utilizando 21 tipos de atividades humanas. O autor acha conveniente a distinção no mapa entre as atividades que são nocivas para o meio ambiente se executadas sobre determinadas unidades; ou se o efeito prejudicial se dá do meio sobre a atividade.

O produto final é a confecção de um mapa geológico-ambiental que pode ser utilizado no planejamento, principalmente na definição das unidades para disposição de lixo, preservação ambiental e áreas adequadas a construção.

É salientado que as unidades geológico-ambientais e de uso da terra e da água são freqüentemente dinâmicas e sujeitas a mudanças, sendo as informações representativas da situação da data que foram mapeadas.

Metodologia Empregada por Cendrero et al. (1990)

Cendrero et al. (1990) construíram mapas geocientíficos com fins planejamento para duas áreas, uma na Província de Valência e a outra na ilha de Gran Canarianas (Canaria).

(43)

As unidades morfodinâmicas são utilizadas nos processos de planejamento servindo como base para mapas derivados de risco geológico, capacidade de uso do solo, grau de erosão presente, potencial de erodibilidade e qualidade para conservação.

Metodologia Empregada por Dai et al. (2001)

Dai et al. (2001) propõem o zoneamento geoambiental como instrumento de

planejamento do espaço urbano chinês, que tem uma das maiores taxas de crescimento populacional do mundo. A área de estudo selecionada localiza-se na cidade de Lanzhou, capital da Província de Gansu, a Segunda maior cidade a noroeste da China.

De acordo com os autores a avaliação do planejamento urbano requer o manuseio de uma grande quantidade de informações espaciais. Desse modo, propõem a utilização de sistemas de informação geográfica na integração de diversos planos de informação com o objetivo de se produzir cartas que auxiliem esse planejamento.

Baseado em aspectos topográficos, condições geológicas e hidrogeológicas e histórico de acidentes geológicos os autores conseguiram cruzar todos os atributos por eles considerados, seguindo o Processo Analítico Hierárquico. O resultado final mostrou a adequabilidade do meio físico considerando diversas categorias de uso urbano (Figura 2.5).

Metodologia Empregada por De Villota et al. (2002)

(44)

19

FIGURA 2.5 – Carta de aptidão a disposição de resíduos sólidos (Fonte: Dai et al., 2001).

A metodologia envolve basicamente três etapas. Na primeira ocorre a compilação de dados de ensaios realizados, publicações produzidas consideradas relevantes, mapas temáticos gerais, fotografias aéreas, análise de materiais e projetos envolvidos nas construções já existentes.

Nessa fase é produzido o mapa de recomendações e limitações quanto ao uso (mapa geoambiental) através da união entre o mapa de unidades homogêneas (constituídos pelos planos de informações de declividades, litologias, formas do terreno e domínios geomorfológicos), unidades ambientais (constituídos pelos planos de informações de hidrologia, solos, clima e vegetação) e unidades de paisagem (constituídos pelos planos de informações de qualidades, fragilidade e riscos do meio físico além das atividades humanas desenvolvidas).

(45)

Na última etapa da metodologia é determinada a relação entre as características ambientais e de arquitetura, em todos os níveis, de modo a se determinar o grau de integração e compatibilidade entre a arquitetura e o meio ambiente.

METODOLOGIAS NACIONAIS

Metodologia Empregada pelo IG (Vedovello et al., 1999)

Vedovello et al. (1999) sugerem a utilização de geoprocessamento em cartografia geotécnica com a finalidade de gestão ambiental. Desse modo, a partir do emprego de sistemas de informação geográficas, associado aos produtos cartográficos geotécnicos produzidos, é construído um sistema gerenciador de informações geoambientais especialmente desenvolvido para a gestão de resíduos sólidos.

De acordo com os autores, uma das principais motivações para a construção do banco de dados geoambientais, foi a necessidade de armazenamento da grande quantidade de dados de natureza geológica-geotécnica colecionados pelo Instituto Geológico de São Paulo através de vários projetos de pesquisa realizados.

Vedovello et al. (1999) desenvolveram um sistema de banco de dados voltado a disposição de resíduos industriais e domésticos para a Região Metropolitana de Campinas a partir da análise das características geoambientais que interferem nas condições de segurança do empreendimento e na manutenção da qualidade geoambiental da região.

(46)

21

Metodologia Empregada pela CPRM (Dantas, 2000)

Dantas (2000) define zoneamento geoambiental como um diagnóstico físico-biológico, cujo objetivo maior é individualizar zonas homogêneas, com características similares, possibilitando orientar o planejamento do território.

O autor propõe a carta de zoneame nto geoambiental para o Estado do Rio de Janeiro a partir do emprego da abordagem geoecológica, na qual o ecótono, ou unidade geoambiental, é um produto singular da combinação de elementos geobiofísicos e geoeconômicos, que se transformam ao longo do tempo em resposta à dinâmica dos processos desencadeados no meio ambiente.

A proposta metodológica analisa diversos temas tais como: geologia, geomorfologia, pedologia, hidrologia, geotecnia, hidrogeologia, uso do solo, vegetação, clima, infra-estrutura dos serviços, aspectos socioeconômicos e fundiários, e capacidade de uso do solo para fins agrícolas. A metodologia que envolve a construção da carta geoambiental busca delimitar as unidades territoriais em função das combinações mútuas entre fatores do potencial geoecológico (condições geológicas, geomorfológicas, climáticas e hidrológicas\hidrogeológicas) e os fatores da exploração biológica, com ênfase para os solos e a vegetação.

Metodologia Empregada pelo IPT (Diniz et al., 1999)

A exemplo da metodologia desenvolvida pelo IG (Vedovello et al., 1999), o IPT (Diniz et al., 1999) considera para a construção de uma base de dados geoambientais para o Estado de São Paulo os produtos gerados a partir da automação da cartografia geológico-geotécnica.

A proposta metodológica possui quatro objetivos principais, são eles:

a) Apresentar a cartografia como ferramenta para o estudo de processos do meio físico e modelagem de bases de dados geoambientais;

(47)

c) Propor uma modelagem de bases de dados geoambientais utilizando como estrutura suporte a automação da cartografia geotécnica visando sua aplicação em inventário cartográfico, SIG, multimídia e home page;

d) Elaborar a Base de Dados Geoambientais do Estado de São Paulo, através das etapas de modelagem lógica, modelagem física, planejamento cartográfico, digitalização georeferenciada, geocodificação e a discretizacão da Carta Geotécnica do Estado de São Paulo em layers (camadas).

O enfoque metodológico-cartográfico-geotécnico adotado pelo IPT abrange o contexto que valoriza a solução de problemas existentes ou possíveis, desse modo realiza:

a) pré-estabelecimento de um modelo espacial que integre o conjunto de problemas verificados e potenciais;

b) conhecimento das causas e condicionantes dos comportamentos e dos fenômenos;

c) investigação dirigida através das evidencias acessíveis (dados preexistentes, imagens de sensoriamento remoto, investigação de campo, sondagens e ensaios); d) uso intenso de todo o universo de dados disponíveis.

De acordo com Diniz et al. (1999) o sistema georeferenciado se constitui em importante instrumento para subsidiar as ações de planejamento e uso do solo, tais como: seleção de áreas para implantação de empreendimentos industriais ou residenciais, planos diretores, planos de defesa civil, estudos de impacto ambiental, planejamento e fiscalização de obras, elaboração de cartas de riscos, susceptibilidades e aptidões, seleção de áreas para disposição de resíduos sólidos, dentre outros.

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23

Metodologia Empregada pela EESC/USP

A metodologia baseia-se em linhas gerais nas etapas e finalidades da cartografia geoambiental realizada principalmente na Espanha. Entretanto, os documentos produzidos seguem os procedimentos utilizados pela cartografia geotécnica desenvolvida para as condições brasileiras propostas por Zuquette (1987), Zuquette & Gandolfi (1990), Zuquette (1993) e Zuquette et al. (1997). Além disso, busca-se ainda com a utilização de SIG's (Sistemas de Informação Geográfica) a obtenção de algumas cartas, de forma a explorar seu potencial em cruzamentos automatizados.

A proposta metodológica da EESC/USP analisa basicamente os atributos do meio físico de caráter geomorfológico, geológico e de materiais inconsolidados (comportamento geotécnico), o que produz deste modo, uma série de documentos cartográficos geotécnicos, tais como: carta de declividades, mapa de landforms, mapa de substrato rochoso, mapa de materiais inconsolidados, etc.

Uma outra característica da metodologia aparece nos trabalhos de Grecchi (1998) e Lopes (2000). Os autores citados confeccionaram documentos cartográficos que avaliam potencialidades (aptidões) e limitações (susceptibilidades e processos geodinâmicos) do meio físico, conforme mostra a Figura 2.6, cruzando as cartas e mapas geotécnicos propostos pela metodologia da EESC/USP. Na obtenção desses produtos Grecchi (1998) e Lopes (2000) freqüentemente submetem os planos de informação envolvidos (substrato rochoso, materiais inconsolidados, declividades, etc) à análise multicriterial.

De acordo com Lopes (2000) este método de combinação utiliza os atributos através de uma ordenação hierárquica, em uma matriz de correlação paritária, comparando-se a importância relativa de cada atributo, frente ao processo em análise. Esse procedimento é realizado dentro do ambiente SIG, que no caso em questão se processa no Idrisi.

(49)

(A) (B)

(C) (D)

FIGURA 2.6 – Cartas geotécnicas produzidas para a região de Piracicaba (SP), onde: (A) Carta de susceptibilidade à erosão por escoamento concentrado; (B) Carta do Potencial Agrícola; (C) Carta de Vulnerabilidade do Aqüífero e (D) Carta de Zoneamento Geoambiental (Fonte: Grecchi & Pejon, 1998).

(50)

25

(A)

(B)

FIGURA 2.7 – Cartas geotécnicas produzidas para as bacias dos Rio Passa Cinco e Rio da Cabeça, ambos afluentes da margem direita do Rio Corumbataí (SP). O ítem (A) corresponde ao Mapa de Landforms

(51)

2.3. Geoprocessamento

O homem vive em um mundo de natureza espacial, sempre lidando diariamente com interações espaciais complexas que formam a maior parte de sua vida diária. Os indivíduos trabalham numa localidade, vivem em outra, interagem com outros indivíduos e instituições espalhadas por uma área substancial. Os seres humanos sempre se encontram tendo que tomar decisões que envolvem conceitos de distância, direção, adjacência, localização relativa e tantas outras mais complexas são tomadas, de modo geral, de maneira intuitiva. A partir dessa situação, o homem desenvolveu ao longo dos séculos o mapa, um modo eficiente de armazenar as informações sobre as complexas relações espaciais (Calijuri, 2000).

De acordo com Câmara & Davis (1999) o geoprocessamento surgiu das primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos 50, com o objetivo principal de reduzir custos de produção e manutenção de mapas.

Segundo Câmara & Davis (1999) geoprocessamento é a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de cartografia, análise de recursos naturais, transportes, comunicação, energia e planejamento urbano e regional.

2.3.1. Sistemas de Informação Geográfica

(52)

27

FIGURA 2.8 – Estrutura geral de sistemas de informação geográfica. (Fonte: Davis & Câmara, 1999).

Existem inúmeras definições para SIG, eis alguns exemplos:

“O termo Sistemas de Informação Geográfica (SIG) é aplicado para sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos e recuperam informações não apenas com base em suas características alfanuméricas, mas também através de sua localização espacial; oferecem ao administrador (urbanista, planejador, engenheiro) uma visão inédita de seu ambiente de trabalho, em que todas as informações disponíveis sobre um determinado assunto estão ao seu alcance, inter-relacionadas com base no que lhes é fundamentalmente comum -- a localização geográfica. Para que isto seja possível, a geometria e os atributos dos dados num SIG devem estar georeferenciados, isto é, localizados na superfície terrestre e representados numa projeção cartográfica” (Davis & Câmara, 1999).

(53)

“Um sistema de Informação geográfica pode ser definido como uma coleção organizada de hardware, software, dados geográficos e pessoal envolvido no trabalho, projetada para, eficientemente capturar, armazenar, atualizar, manipular, analisar e representar todas as formas de informações referida geograficamente” (Calijuri, 2000).

Segundo Davis & Câmara (1999) um SIG tem os seguintes componentes: a) Interface com o usuário

b) Entrada e Integração de dados:

c) Funções de consulta e análise espacial; d) Visualização e plotagem;

e) Armazenamento e recuperação de dados (organizados sob a forma de um banco de dados geográficos);

De acordo com Salazar Junior (1998) qualquer software de SIG deve contemplar as seguintes características principais descritas abaixo:

• Interface customizável; • Atualização dinâmica de dados;

• Entrada de dados flexível; • Armazenamento de dados tabulares;

• Conversão de dados; • Geocodificação e busca por endereço;

• Ambiente gráfico (CAD); • Análises de redes;

• Projeção de mapas; • Modelagem de localização/alocação;

• Transformação de sistemas de projeção; • Modelagem de superfícies;

• Ambiente de edição; • Modelagem raster;

• Acesso a outras bases de dados tabulares; • Análise de superfícies;

• Geração de buffers; • Produção de mapas

(54)

29

Segundo Calijuri (2000) pode-se realizar nos SIG’s uma série de análises , tais como otimizar o sistema de transporte coletivo; avaliar a tendência preferencial de crescimento dos bairros; definir a forma pela qual se deve proceder ao avanço das redes de infraestrutura urbana (água, esgoto, pavimentação, iluminação, telefonia, etc); definir os locais estratégicos para a instalação de postos de saúde, hospitais, creches, escolas, áreas de lazer, áreas potenciais de ocupação residencial e industrial; avaliar a percentagem de cobertura natural e cultivada pelo homem; determinar a extensão de áreas industriais e residenciais, agrícolas, etc.

Zuquette et al.(1997) alertam os usuários de SIG na realização de operações de análise geográfica pois muitos profissionais vêm cometendo graves erros ao considerar que os SIG’s, ou até mesmos programas similares, produzem informações diretas sobre o meio físico, ou que podem desconsiderar a obtenção de informação referente aos componentes ambientais. Tal tipo de procedimento provoca sérios prejuízos, uma vez que só reúnem recursos de desempenho, de tratamento estatístico e de banco de dados em um mesmo conjunto, e, portanto serão eficientes somente se o conjunto for utilizado para tratar um número significativo de atributos obtidos por procedimentos criteriosos, e que tenham validade para o tratamento areal.

Segundo Dias (1993), antes do uso do SIG, o tratamento das informações geográficas era composto por cadastros de dados informatizados e pelo cruzamento de planos de informação (atributos) de forma manual. Esse procedimento inibia o desenvolvimento de um grande número de aplicações, devido à evidente demora e alto custo homem/hora de desenvolvimento.

De acordo com Medeiros & Camara (2002) o uso da tecnologia dos sistemas de informação geográfica apontam para quatro campos de atuação ligados aos Estudos Ambientais, são eles:

a) Mapeamento Temático: objetivam a caracterização e o entendimento da

(55)

b) Diagnóstico Ambiental: visam estabelecer estudos particulares sobre regiões de interesse, basicamente voltados a projetos de ocupação ou preservação. Incluem-se nessa categoria Relatórios de Impacto Ambiental (RIMAs) e os estudos visando o estabelecimento de Áreas de Proteção Ambiental (APAs).

c) Avaliação de Impacto Ambiental: objetivam o monitoramento dos resultados

da intervenção humana sobre o ambiente. Levantamentos como o feito pelo SOS Mata Atlântica sobre o remanescente de floresta na costa leste brasileira é um exemplo de estudo de Avaliação de Impacto Ambiental

d) Ordenamento Territorial e os Prognósticos Ambientais: buscam normalizar a ocupação do espaço, procurando racionalizar a gestão do território, levando em consideração o conceito de desenvolvimento sustentado. (Zoneamentos Ecológico-Econômicos, Zoneamentos Geoambientais).

(56)

31

2.4. Análise de Agrupamentos de Informações Geoambientais (Cluster Analysis)

De acordo com Landim (2001) a análise de agrupamentos (cluster analysis) é um termo usado para descrever uma infinidade de técnicas numéricas cujo objetivo principal é classificar os valores de uma matriz de dados sob estudo em grupos discretos. Tal técnica classificatória multivariada pode ser utilizada quando se deseja explorar as similaridades entre indivíduos (modo Q) ou entre variáveis (modo R) definindo-os em grupos, considerando simultaneamente, no modo Q, todas as variáveis medidas em cada indivíduo e, no modo R, todos os indivíduos nos quais foram feitas as mesmas mensurações.

Ainda segundo o autor, dentre as técnicas numéricas de análise de agrupamentos empregadas em geologia, os métodos por agrupamentos hierárquicos são os mais utilizados. Nesses, a partir da matriz inicial de dados obtém-se uma matriz simétrica de similaridades e inicia-se a detecção de pares de casos com a mais alta similaridade, ou a mais baixa distância; para essa combinação, segundo níveis hierárquicos de similaridade, escolhe-se entre os diversos procedimentos aglomerativo de tal modo que cada ciclo de agrupamento obedeça a uma ordem sucessiva no sentido do decréscimo de similaridade.

Landim (2001) destaca que os coeficientes de similaridade representam o grau de semelhança entre pares de objetos e como os mesmos deverão ser arranjados de acordo com os respectivos graus de similaridade de modo a ficarem agrupados segundo uma disposição hierárquica. Os resultados quando organizados em gráfico, do tipo dendrograma, mostrarão as relações das amostras agrupadas.

(57)

CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Métodos de Trabalho

O método de trabalho empregado nessa pesquisa, cuja finalidade é desenvolver um zoneamento geoambiental para área estudada associando a esse a utilização de SIG’s, baseou-se na proposta metodológica de desenvolvimento da cartografia geotécnica para as condições brasileiras de Zuquette (1987), Zuquette & Gandolfi (1990), Zuquette (1993) e Zuquette et al. (1997).

Assim, por meio de trabalhos de gabinete, campo e laboratório foram produzidos oito documentos cartográficos geotécnicos (mapas de documentação, substrato rochoso, materiais inconsolidados, landforms, uso e ocupação além das cartas de declividades, potencial agrícola e zoneamento geoambiental) integrados a dois sistemas de informação geográfica, um baseado no formato vetor (ArcView 3.1) e o outro no raster (Idrisi 32).

3.1.1. Trabalhos de Gabinete